Cr3+掺杂的Ca3Al2Ge3O12石榴石的光谱性质

在此报告钙铝锗石榴石Ca₃Al₂Ge₃O₁₂中Cr³⁺离子的光谱特性,依据不同浓度的样品在不同温度下发射光谱的实验结果,分析了不等价Cr³⁺发光中心零声子线R₁,R₂的位置变化情况。通过对Cr³⁺吸收和发射光谱的分析,估算了Cr³⁺所处格位的晶场强度参数Dq和Racah参数,同时,对低温下Cr³⁺R线边带振动光谱的精细结构的起因进行了分析和指认。在室温和低温下测得Cr³⁺的⁴T₂→⁴A₂和²E→⁴A₂能级跃迁的荧光衰减为单指数规律。     

新型近红外超长余辉材料Zn3Al2Ge2O10：Cr3+的发光性能

采用高温固相法制备了新型近红外长余辉材料Zn₃Al₂Ge₂O₁₀：Cr³⁺,利用X射线衍射、荧光光谱和余辉衰减曲线等对合成的样品进行了分析。结果表明：样品Zn₃Al₂Ge₂O₁₀：Cr³⁺是Ge⁴⁺取代ZnAl₂O₄：Cr³⁺尖晶石中的部分Al³⁺而形成的固溶体。在397 nm光的激发下,发射光谱主要由两个明显的窄峰叠加在Cr³⁺离子的自旋允许跃迁⁴T₂→⁴A₂辐射的宽发射带上。发光强度随着Cr³⁺离子掺杂浓度的增大和煅烧温度的升高而出现浓度猝灭及温度猝灭现象。当Zn₃Al_2-xGe₂O₁₀：xCr³⁺中的Cr³⁺离子掺杂量x为2%且煅烧温度为1 350 ℃时,样品的近红外发光及余辉强度最大。材料的余辉持续时间超过300 h,余辉发射谱峰位与荧光发射光谱中的N线一致,均位于697 nm附近。最后分析了煅烧温度对样品余辉性能的影响,并对材料的余辉机制进行了探讨。     

Cd3Al2Ge3O12:Mn2+锗酸盐石榴石光谱性质

本文报道室温下Cd₃Al₂Ge₃O₁₂:Mn²⁺(简称CAGG:Mn²⁺)锗酸盐石榴石的漫反射光谱、激发和发射光谱.在UV光激发下,在CAGG中Mn²⁺离子发射强黄光,这是基质到Mn²⁺离子无辐射能量传递的结果.Mn²⁺的黄发射带是由一个弱的红带和一个强的绿带所组成.讨论了这两个Mn²⁺发射带的起因.     

Cr3+:Al2O3透明多晶陶瓷光谱特性分析

对透光性良好的Cr³⁺:Al₂O₃透明多晶陶瓷的光谱性能 进行了研究，其吸收光谱中吸收峰与单晶红宝石相一致，按吸收光谱和Tanabe-Sugano能级 图，算出其晶场强度参数D_q及Racah参数B分别为1792cm^-1， 689cm ^-1，D_q/B=2.6，陶瓷中Cr³⁺离子所处格位的晶体场强 比单晶弱一些，但Cr³⁺:Al₂O₃透明陶瓷仍属于强场晶 体材料；当Cr³⁺掺杂浓度到达0.8wt%时，陶瓷的发射谱仍保持较好的R线发射 ；随Cr³⁺掺杂浓度的增大，激发峰位发生“红移”.在Cr³⁺:Al₂O₃透明多晶陶瓷的荧光谱上，发现一个波长为670nm的发射峰，经激发 谱确认为Cr³⁺的发射峰. 关键词： 氧化铝 透明陶瓷 离子格位 光谱性质     

绿宝石晶体中(CrO6)9－团簇局域极化现象的理论研究

基于配位场理论,建立d³组态离子在三角晶场中的完全能量矩阵,采用完全能量矩阵的对角化计算方法,研究了绿宝石晶体Cr³⁺：Be₃Al₂(SiO₃)₆的光谱和EPR谱,理论值与实验值符合得很好.通过分析绿宝石晶体中(CrO₆)^9-团簇的光谱和EPR谱,研究了配体在络合物中的极化现象.结果表明由于周围配位环境的影响,绿宝石晶体中(CrO< 关键词： 3+：Be₃Al₂(SiO₃)₆体系')" href="#">Cr³⁺：Be₃Al₂(SiO₃)₆体系 光谱 EPR谱 局域结构极化     

KCdF3晶体中Cr3+-Li+中心局域结构研究

利用零场分裂参量与晶体结构之间的定量关系,研究了双掺杂晶体KCdF₃:Cr³⁺,Li⁺的局域结构。指出,对于KCdF₃:Cr³⁺,Li⁺晶体,四角晶场的形成包含两个方面:(1)由于电荷补偿而产生的等效电荷形成的四角对称晶场;(2)Cr³⁺的局域结构发生晶格畸变而产生的四角对称晶场。事实上,当Cr³⁺和Li⁺掺入KCdF₃晶体时,Cr³⁺代替了Cd²⁺离子;由于Cr³⁺离子与Cd²⁺离子的半径不同、电荷不同、质量不同,导致Cr³⁺的局域结构发生晶格畸变,由此而产生四角对称晶场;由于电荷补偿,Li⁺离子取代了[001]方向与Cr³⁺离子邻近的Cd²⁺离子,由此产生的等效电荷而形成的四角晶场。这样,Cr³⁺的局域结构由O_h对称变为C_4v点对称。文中建立了ZFS参量和晶体结构之间的定量关系。在考虑晶格畸变和等效电荷的基础上,研究了KCdF₃:Cr³⁺,Li⁺晶体的ZFS参量,理论结果和实验符合很好。得到了F^-离子向中心离子分别移动为ΔR₁=0.00268nm,ΔR₂=0.001nm,ΔR₃=0.00165nm。     

Cr4+在Al2O3多晶体中的光谱性能研究

采用传统无压烧结工艺制备Cr:Al₂O₃透明多晶陶瓷.测定了其退火前后的吸收光谱和荧光光谱，发现在Al₂O₃六配位的八面体结构中，Cr⁴⁺的荧光发射也处在1100—1600nm波段的红外区间，荧光发射峰位于1223nm附近，类似Cr⁴⁺在四面体中的发光行为.同时由于氧化铝晶格常数较小，晶体场强较强，使Cr⁴⁺:Al₂O_{3< 关键词： 4+')" href="#">Cr⁴⁺ 2}O₃透明陶瓷')" href="#">Cr:Al₂O₃透明陶瓷 光谱性质 八面体     

Ce3+-Cr3+共掺杂Ba3Sc4O9荧光材料的发光性能

红光-近红外光谱技术在医疗领域具有广泛的应用。但对于当下采用蓝光LED激发荧光材料实现红光-近红外光谱输出的器件结构而言,则普遍存在蓝光过剩的问题。本文提出了通过构筑Ce³⁺→Cr³⁺能量传递从而实现抑制器件蓝光输出的策略。以Ba₃Sc₄O₉为研究对象,采用Ce³⁺/Cr³⁺共掺杂,研究了其发光性能。结果表明,共掺杂的Ba₃Sc₄O₉∶Ce³⁺/Cr³⁺同时具备了红光和近红外光发射能力,发射主峰分别位于585 nm和835 nm;Ce³⁺→Cr³⁺能量传递效率达50.92%。所封装的近红外LED器件的蓝光强度下降了78%,而Cr³⁺的发射强度增至181%。     

Ga2O3组分对Tm3+掺杂GeO2-Ga2O3-Li2O-BaO-La2O3玻璃的光谱性能影响

制备了Tm³⁺(8.0mol%)掺杂(77-x)GeO₂-xGa₂O₃-8Li₂O-10BaO-5La₂O₃(x=4,8,12,16)系列玻璃.系统地研究了Ga₂O₃从4mol%变化到16mol%时,玻璃的光谱性质与热学性质的变化规律.差热分析表明,随着Ga₂O₃含量的增加,锗酸盐玻璃的热稳定性增加.运用Judd-Ofelt(J_O)理论计算得到了Tm³⁺在不同Ga₂O₃含量的GeO₂-Ga₂O₃-Li₂O-BaO-La₂O₃玻璃中的J-O强度参数(Ω₂,Ω₄,Ω₆)及Tm³⁺各激发能级的自发跃迁概率、荧光分支比以及辐射寿命等光谱参量.在808nm激光二极管的激发下,测试并分析了Ga₂O₃对Tm³⁺荧光光谱特性的影响.随着Ga₂O₃从4mol%增加到16mol%,Tm³⁺在1.8μm处的荧光强度呈现先减弱后增强的特性.当Ga₂O₃含量大约在12mol%时,Tm³⁺在1.8μm处的荧光强度最弱,受激发射截面达到最小.还初步讨论了Ga₂O₃对玻璃结构与光谱参数的影响规律. 关键词： 3+掺杂锗酸盐玻璃')" href="#">Tm³⁺掺杂锗酸盐玻璃 光谱性能 Judd-Ofelt参数 热稳定性     

YAG中Cr3+和Yb3+的发光特征以及Cr3+和Yb3+之间的能量传递过程

室温下观察了YAG:Cr³⁺,Yb³⁺材料在近红外区域的发光特性, 并通过对Cr³⁺:⁴T₂和Yb³⁺:²F_5/2能级辐射跃迁寿命以及它们布居时间的比较研究,提出了从Cr³⁺到Yb³⁺的能量传递机制,同时借助于能级图描述了从Cr³⁺到Yb³⁺的能量传递以及Cr³⁺和Yb³⁺的近红外发光过程。     

Optical characterization of fourfold (Td)- and sixfold (Oh)-transition-metal species in MgAl2O4:Co by time-resolved spectroscopy

This work investigates the origin of novel visible photoluminescence (PL) bands observed in the spinel MgAl₂O₄:Co²⁺. Besides the well-known fourfold-coordinated Co²⁺(T_d) PL at 670 nm [N.V. Kuleshov, V.P. Mikhailov, V.G. Scherbitsky, P.V. Prokoshin and K.V. Yumashev, J. Lumin. 55 (1993) 265.], a rich structured PL band at 686 nm was also observed that we associate with uncontrolled impurities of sixfold coordinated Cr³⁺(O_h) by time-resolved spectroscopy and lifetime measurements and their variation with temperature. We also show that the lifetime of the Co²⁺(T_d) emission at 670 nm varies from τ=6.7 μs to 780 ns on passing from T=10 to 290 K. This unexpected behaviour for T_d systems is related to the excited-state crossover (⁴T₁↔²E), making the emission band to transform from a narrow-like emission from ²E at low temperature to a broad structureless band from ⁴T₁ at room temperature.     

Spectral characterization and energy levels of Cr:Sc2(MoO4)3 crystal

This paper reports the spectral properties and energy levels of Cr³⁺:Sc₂(MoO₄)₃ crystal. The crystal field strength Dq, Racah parameter B and C were calculated to be 1408 cm⁻¹, 608 cm⁻¹ and 3054 cm⁻¹, respectively. The absorption cross sections σ_α of ⁴A₂→⁴T₁ and ⁴A₂→⁴T₂ transitions were 3.74×10⁻¹⁹ cm² at 499 nm and 3.21×10⁻¹⁹ cm² at 710 nm, respectively. The emission cross section σ_e was 375×10⁻²⁰ cm² at 880 nm. Cr³⁺:Sc₂(MoO₄)₃ crystal has a broad emission band with a broad FWHM of 176 nm (2179 cm⁻¹). Therefore, Cr³⁺:Sc₂(MoO₄)₃ crystal may be regarded as a potential tunable laser gain medium.     

980 nm激发下Er3+/Yb3+共掺杂ZrO2-Al2O3粉末的上转换发光特性

通过固相反应法制备了Er³⁺/Yb³⁺共掺杂ZrO₂-Al₂O₃粉末的样品，并对样品在980nm激光激发下的上转换发光特性进行了研究.从发射光谱可以发现，在可见光范围内有3个强的发光带，一个位于654nm附近的红光带和两个分别位于545nm、525nm附近的绿光带，分别对应于Er³⁺离子的以下辐射跃迁：⁴F_9/2→⁴I_15/2、⁴S_3/2→⁴I_15/2、 ²H_11/2→⁴I_15/2.其中又以Er³⁺离子的⁴F_9/2→⁴I_15/2跃迁产生的红色荧光辐射最强.对其上转换发光机制进行了分析，发现这三个发光过程都是双光子过程.对样品粉末进行了XRD检测，发现ZrO₂主要以立方相为主，并且计算得到了这种立方结构的晶格常数.Al₂O₃固溶于ZrO₂中，Al³⁺嵌入ZrO₂后产生氧空位，导致ZrO₂晶体的对称性降低，这种结构变化更有利于提高上转换效率，即上转换发光强度增强. 关键词： 3+/Yb³⁺')" href="#">Er³⁺/Yb³⁺ 上转换 2-Al₂O₃')" href="#">ZrO₂-Al₂O₃ 荧光 稀土     

Structures and luminescence properties of Yb3＋ in the double perovskites Ba2YB＇O6 （B＇=Ta5＋, Nb5＋） phosphors

The Yb³⁺ doped Ba₂YB'O₆ (B'=Ta⁵⁺, Nb⁵⁺) were prepared by high temperature solid-state reaction method, their structures were determined by x-ray diffraction and refined by Rietveld method. The diffuse reflection absorption, excitation and emission spectra of Yb³⁺:Ba₂YB'O₆ (B'=,Ta⁵⁺, Nb⁵⁺) were measured at room temperature. Under the excitation of ultraviolet light, these phosphors exhibit broad charge transfer band emissions of TaO₆ or NbO₆ centre with large Stokes shift. The Yb³⁺ doped into these hosts are situated at Y³⁺ sites of cubic symmetry (O_h). The experimental energy levels of Yb³⁺ in Ba₂YTaO₆ and Ba₂YNbO₆ were determined by photoluminescence and diffuse reflection absorption spectra. Their wavefunctions and theoretical energy levels were obtained by diagonalising the Hamiltonian matrix. The experimental energy levels were fitted by Levenberg--Marquardt iteration algorithm to determine crystal field parameters. Then, the magnetic-pole transition line strengths of Yb³⁺:Ba₂YB'O₆(B'=Ta⁵⁺, Nb⁵⁺) from (²F_5/2)Γ₈^- to the low-energy states were calculated.     

Preparation and optical properties of ZnGa2O4:Cr thin films derived by sol-gel process

ZnGa₂O₄:Cr³⁺ thin films with bright red emission were synthesized using a sol-gel process, characterized by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), Auger electron spectroscopy (AES) and UV-vis and fluorescence spectrophotometry measurements. Effects of calcining temperature, film thickness, calcining duration and substrates on the crystal structure and photoluminescent property have been investigated. It is found that the crystallinity, Ga/Zn ratio and band gap energy (E_g) are significant factors influencing optical characteristics, while the nature of substrates affect the surface morphologies of ZnGa₂O₄:Cr³⁺ thin films.     

Dy含量对红色长余辉发光材料Sr3Al2Ｏ6:Eu2＋,Dy3＋性能的影响

采用溶胶凝胶法制备了Sr₃Al₂Ｏ₆:Eu^2＋,Dy^3＋红色长余辉发光材料,利用X射线衍射仪对材料的物相进行了分析,结果表明,1200℃下制备的样品的物相为Sr₃Al₂Ｏ₆,少量的Eu和Dy掺杂没有影响样品的相组成.采用荧光分光光度计、照度计测定了样品的发光特性.结果表明Sr₃Al₂Ｏ关键词： 红色长余辉 3Al₂Ｏ₆')" href="#">Sr₃Al₂Ｏ₆ 溶胶凝胶法     

Combustion synthesized MgAl2O4:Cr phosphors—An EPR and optical study

Magnesium aluminate (MgAl₂O₄) doped with trivalent chromium (Cr³⁺) was synthesized by the combustion method. The prepared sample was characterized by X-ray powder diffraction, Brunauer-Emmet-Teller (BET) adsorption isotherms and diffuse-reflectance UV-vis spectroscopy techniques. Electron paramagnetic resonance (EPR) and photoluminescence (PL) studies have been performed at room temperature and at 110 K. The EPR spectrum exhibit resonance signals at g=5.37, 4.53, 3.82, 2.26 and 1.96 characteristic of Cr³⁺ ions. The luminescence of Cr³⁺-activated MgAl₂O₄ exhibits a red emission peak around 686 nm from the synthesized phosphor particles upon 551 nm excitation. The luminescence is assigned to a transition from the upper ²E_g→⁴A_2g ground state of Cr³⁺ ions. By correlating EPR and optical data the crystal field splitting parameter (D_q), Racah inter-electronic repulsion parameter (B) and the bonding parameters have been evaluated and discussed. The bonding parameters suggests that the ionic nature of Cr³⁺ ions with the ligands and the Cr³⁺ ions are in distorted octrahedral environment.     

Er3+掺杂SiO2复合的Al2O3粉末结构及光致发光特性

采用溶胶-凝胶(sol-gel)工艺制备0.1 mol% Er³⁺掺杂Al₂O₃体系和SiO₂-Al₂O₃复合体系粉末. 实验结果表明：5 mol%的SiO₂复合加入Al₂O₃抑制γ→θ和θ→α相转变. 掺0.1 mol%Er³⁺:Al₂O₃体系粉末，900℃烧结，在1.47—1.63μm波段内光致发光(PL)谱为中心波长1.53 μm、半高宽56 nm的单一宽峰，1000—1200℃烧结，劈裂为多峰PL谱. 掺0.1 mol%Er³⁺:SiO₂-Al₂O₃复合体系粉末，在高达1200℃烧结，仍保持中心波长1.53 μm的单一宽峰PL谱，由于—OH更完全的脱除，PL强度较900℃烧结Al₂O₃体系，SiO₂-Al₂O₃复合体系均提高1个数量级. 关键词： 2-Al₂O₃复合体系')" href="#">SiO₂-Al₂O₃复合体系 掺铒 溶胶-凝胶工艺 光致发光     

Er3+及Er3+/Yb3+掺杂ZrO2-Al2O3的制备及发光性质

采用共沉淀法制备了纳米晶ZrO₂-Al₂O₃∶Er³⁺发光粉体.所制备的粉体室温下具有Er3+离子特征荧光发射,主发射在绿光,其中位于547 nm、560 nm的绿光最强,并得出稀土离子与基质之间有能量传递.对不同煅烧温度下的样品研究表明:因不同温度下所制得的样品晶相不同.研究了纳米晶ZrO2-Al2O3∶Er3+及ZrO₂-Al₂O₃∶Er³⁺/Yb³⁺的上转换发光,并分析了上转换的跃迁机制.发现ZrO₂-Al₂O₃∶Er³⁺的绿光为双光子过程,而ZrO₂-Al₂O₃∶Er³⁺、Yb³⁺的上转换光谱中,红光和绿光也为双光子过程,而极弱的蓝光为三光子过程.讨论了Er³⁺的浓度猝灭现象.最适宜掺杂浓度的原子分数为2%（Er³⁺/Zr⁴⁺）.